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대용량 리튬이온전지 재료의 개발과 시장

전문가 제언: ○ 리튬이온전지는 카본재료를 음극활물질로 하고 리튬이온함유 전이금속산화물을 양극으로 하는 비수계 2차전지이다. 충전 시에는 양극재료로부터 리튬이온이 탈리하여 음극재료에 리튬이온이 흡장되어 전기화학적 반응으로 전자가 양극으로부터 음극으로 유입되고 방전 시에는 이의 역반응을 하는 종래의 2차전지와는 달리 화학반응은 일절 하지 않고 이온과 전자만이 관여하는 새로운 개념의 2차전지이다.

○ 리튬이온전지는 높은 질량에너지 밀도와 체적에너지 밀도를 가지며 높은 전압, 폭넓은 사용온도, 장수명, 환경에 우수한 등의 특징을 가지고 있기 때문에 휴대전화나 노트북 PC, 각종 전기자동차 및 항공우주비행, 풍력발전, 태양에너지 저장 등의 설비에 폭넓게 응용되고 있다.

○ 리튬이온전지의 세퍼레이터는 전지의 안전성능을 보증하는 중요한 부분이며 특히 특별한 조건, 예를 들면 고온, 침에 의한 자극, 과충전 또는 이물에 의한 압박 등은 세퍼레이터에 손상을 준다. 세퍼레이터가 수축, 융해, 산화되면 전지의 내부에 쇼트가 발생하여 전지가 발열하고 연기가 나오며 결국에는 폭발, 발화하는 등 안전사고가 발생한다.

○ 이 논문은 화학전지와 대용량 리튬이온전지 및 2차전지의 전극재료, 전해액, 전류의 흐름, 전지메이커, 정치형 리튬이온 축전지, 전기자동차의 법규와 전기자동차의 개발, 재료의 개발현황 및 전망에 대하여 해설하고 있다.

○ 리튬이온전지는 원래 일본이 강점을 가지고 있었으나 2000년대 중반부터 우리나라의 삼성SDI와 LG화학 등이 일본기업을 제치고 세계시장 점유율에서 우위를 나타내고 있다. 그러나 앞으로 전고체 전해질 리튬이온전지, 리튬공기전지, 정치형 리튬이온 축전지 등에 대한 연구가 필요할 것이다.

저자: Kobayashi Toshiyuki
자료유형: 학술정보